NATURE DES TERRAINS

Êp*t>

elict.

Terre végétale

Argile

Craie fendillée grisâtre

— consistante grise

— blanche très-ferme

— grisâtre

— siliceuse

— grise siliceuse

— — avec silex (cornus)

— — dure

— — et bleue

— — avec silex

— bleuâtre compacte (bleue)

— — — très-dure

— bleue

— grise (petits blancs)

— bleue

— grise dure (petits blancs)

— bleue (bleus)

Petits blancs

Craie bleue

Petits blancs

Craie bleue

Petits blancs avec bleus

Craie blanche, dure, un peu marneuse (naissances des dièves).

— marneuse (dièves blanches)

Dièves vertes

— blanchâtres dures

— verdâtres moins dures

— blanches dures

— vertes

— vertes et crayeuses

Grès vert (tourtia)

Terrain houiller

met

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ProcédéM divers employés poar foncer les puits dans les terrains

aquirëres.

933. On a imagioé on certain nombre de procédés pour foncer es puits à travers les terrains ébouleux et aquifères, tels sont : e procédé direct ou ordinaire, le système Triger, les procédas 'f^olski, Guibal^ Mulot, Gaïeski, et enfin les forages à grande action de MM. Kind et Chaudron et de MM. Lippmann et Cornjognie. Parmi ces différentes méthodes de fonçage, il faut disinguer celles qui n'ont pas encore reçu la sanction de la pratique: ;e sont le système Gaïeski qui n'a même pas été essayé, et les ystèmes Wolski^ Guibal et Mulot dont le succès n'a pas été 'omplet. Les autres systèmes sont passés dans le domaine des ipplications courantes^ surtout le procédé direct, et le procédé à niveau plein de Kind et Chaudron. Je m'attacherai plus loin à donner une description détaillée de ces deux dernières méthodes, les seules répandues aujourd'hui d'une manière générale (').

934. Le procédé direct ou ordinaire est connu en France sous le nom de procédé d'Anzin, bien qu'il y ait été importé de Belgique en i7{6 par Jacques-Mathieu, praticien distingué, à qui

(*) On trouvera d'utiles indications sur les procédés de fonçage des puits à travers les terrains aquifères dans les publica lions suivantes :

i^ ANNALES DBS TRAVAUX PUBLICS DE BELGIQUE : Trovaux cxicutés CH Belgique, par M. Chaudron.

2<* De Vétablissemenl des puits de ruines dans les terrains ébouleux et aquifères, par M. G. Glepin. Élude minutieuse et étendue sur le procédé direct ou d'Anzin.

3o Bulletin de la SociéTé de l^industrib himi^rale : Creusement des puits jumeaux de Saint-Saulve, par M. Cbavatle, t. V. — Description du fonçage d'un puits à Ilénin-Liétardy par le procédé Mulot. ( J. Levy, t. Vil.) — Du fonçage des puits de mines à travers les terrains aquifères, par M. J. Levy. (T. XIV.) Ce dernier travail, écrit par un pralicien distingué qui a fait une étude particulière de cette question renferme de nombreux renseignements dont nous avons souvent profité. — Notice sur le creusement de la fosse »• 5 de la Compagnie des mines de Cotirrières, par M. Alayrac, t. VI, 2« série.

2U • CHAPiTUE VI.

Ton doit les premiers travaux d'exploration eommencés, à eetU' époque, dans noire bassin du JNord^ par M. Desandrouin et poursuivis, par lui, avec une rare persévérance. Ce système consiste à épuiser l'eau fournie par les parois découvertes, et à garnir ce> parois, au fur et à mesure de rapprofondissement, d'un revêtement élanche auquel on a donné le nom decuvelage, M.Jacques Mathieu introduisit le cuvelage en bois dans les premières fossi^ que la Compagnie Desandrouin lit foncer du côté de Fresnes: mais c'est à son fils Pierre Mathieu qu'on doit le picotage, perfectionnement devenu le complément indispensable de ce gcnrr de revêlement, pour arrêter l'invasion des eaux.

Le procédé direct s'applique encore aujourd'hui, dans là grande majorité des cas, au fonçuge des puits de mine des bassins du Nord et du Pas-de-Calais, quand les diflicultés d'épuisement ne sont pas trop grandes; il est moins coûteux que le système Chaudron, mais ce dernier procédé sa substitue de plus en plus à l'ancienne méthode lorsque l'affluence des eaux devient difficik à coin battre.

935. Le procédé Triger est basé sur l'emploi de l'air comprime qui refoule l'eau dans les parois pendant la durée du fonçage; il a généralement procuré des résultats satisfaisants dans la traversée de zones aquifères à de faibles profondeurs et il a notamment rendu de grands services dans l'établissement des piles de ponts, à Rochester (Angleterre), à Moulins (Allier), à Bordeaux et au ponl de Kehl sur le Rhin. Comme application aux puits de mine^ on cite en France, les puits de Chalonnes (Maine-et-Loire) et Favaleresse iv* 7 de Douchy (Nord); en Belgique, le système a éié employé à Strepy-Bracquegnies, à la Louvière, et à Seraing; en Prusse on l'a également employé au puits de Rhein-Preussen à Ilombergh. Le séjour prolongé dans l'air comprimé à 2 ou 3 atmosphères produit chez les ouvriers des désordres graves qui compromettent la durée de leur existence; c'est un sérieux inconvénient qu'on reproche à la belle et utile découverte de M. Triger.

QriNZIÈME LEÇON. 215

«se. Le procédé Wolski suppose l'usage d'un revêlemenl des >arois obtenu au moyen d'un tube en tôle qu'on enfonce à coups le mouton sans épuiser les eaux; l'excavation et renlèvemenl les détritus solides sont obtenus à l'aide d'outils analogues aux ippareils de sondage; en somme c'est un forage à grande section. Ce procédé a été employé en 1847 pour le fonçage d'un puits de 2 mètres de diamètre à travers les sables d'alluvion de la Loire ^ k Saint-Germain des Prés; il a réussi, mais il parait douteux qu'on puisse appliquer à de plus grands diamètres Toutillnge de M. Wolski.

939. Le système Gui bal a été essayé, en i8S7^ au charbon-^ nage de Saint- Vaast (Centre belge) où il s'agissait de traverser une couclie de sables aquifèrcs de 24in,75 d'épaisseur sous un banc d'argile de 9",30, situé à 72™,84 de profondeur. Ce procédé repose sur la pénétration^ dans la roche éboulcuse et aquifère^ d'un prisme métallique à base aciérée, recouvert d'un masque qui s'oppose à Tenvahissement des eaux; celles-ci s'élèvent jusqu'à leur niveau hydrostatique, dans un tube central dont le masque est surmonté; c'est aussi par ce tube central que se manœuvrent^ de la surface^ les appareils destinés à désagréger les roches et à sortir les détritus. La pénétration du prisme est obtenue par I action d'un certain nombre de presses hydrauliques, qui prennent leur point d'appui contre la dernière assise posée du cuvelage^ (|ui suit d'ailleurs l'enfoncement du prisme. En raison du caractère particulier de ce système et des ingénieuses dispositions dont l'a doté M. Guibal, j'en donnerai plus loin une courte description, bien que le zèle et les efforts de l'inventeur aient été vaincus, au charbonnage de Saint-Vaast, par des obstacles et des «œcidents qui ont découragé les actionnaires et les ont fait renoncer à la poursuite d'une entreprise des plus difficiles.

9S§. M. Mulot, qui a acquis une réputation méritée, en menant à bien le célèbre forage du puits de Grenelle, à 347 mètres de profondeur, est le premier qui ait eu l'idée d'appliquer la sonde au forage des puits. Si le succès n'a pas couronné les

946 CIIAPITIΠYI.

efforts de cet inventeur qui échoua à Ilénin-LiéUird par suit d'une déformation du cuvelage, cela tient à quelques împerft-ctions qu'il eût été facile de corriger dans une nouvelle entreprise. M. Mulot a en réalité approché le succès de très-près et Ton peui dire qu'il a ouvert la voie dans laquelle MM. Kind et Chaudroa ont si bien réussi plus tard. M. Mulot s'est servi pour son fooçage d'Hénin-Liétard de trépans de grandes dimensions, d'u:i récipient pour l'extraction des débris, et d'un alésoir construit avec des douves en bois entre lesquelles se trouvaient emprisoanées des lames d'acier. Cet alésoir avait pour but de dresser dao^ le terrain une base conique destinée à recevoir la partie inférieure du cuvelage, partie taillée elle-même, en forme de tronc de cône. Le cuvelage était formé de trousses de i mètres de hauteur, composées de douves verticales en chêne, calfatées ave^ soin. Chaque trousse était armée de deux cercles en fer; la solidarité de deux pièces en contact par les petits bouts était demandée à un boulonnage vertical qui fut insuflisant; c'est à l'imperfection de celte disposition qui affaiblissait le bois par les entailb destinées au serrage des boulons qu'il faut attribuer la cause principale de la déformation qui se produisit dans le cuvelage. lorsqu'on vida les eaux accumulées dans le puits. Entre la partit cylindrique du cuvelage et le terrain, on réserva un espace annulaire qui fut rempli, dans le bas, par des boules d'argile qu'oo duma fortement à l'aide d'une couronne sur laquelle agissaient des pilons, et, dans le haut, par du sable.

M. Lévy, qui a décrit le fonçage du puits d'Hénin-Liétard (' . condamne, avec raison, la complication des trépans dont s>5t servi M. Mulot; il estime que l'alésoir ne peut servir à dresser convenablement la base conique d'un cuvelage dans des conglomérats à gros éléments; il regrette que M. Mulot n'ait pas continué à damer de l'argile jusqu'à la partie supérieure du cuvelage. et enûn il blâme le manque d'efficacité du boulonnage des douves

(') BuUedn de l'/tidaslrie minérale, tome Vil.

uquel il eût préféré qu'on substituât des armatures intérieures

n fonte.

989. Le procédé de MM. Kind et Chaudron consiste, comme c système Mulot, dans un forage sans épuisement simultané les eaux; en un mot, le fonçage s'opère à niveau plein. Quand )n est arrivé au terrain qui peut servir de base au cuvelage, on lescend ce revêtement composé d'anneaux métalliques qui s'assemblent au jour. La base du cuvelage est munie d'une disposition particulière, la boite à mousse qui constitue un caractère [essentiel du procédé et qui a résolu d'une façon excessivement simple l'établissement d'un joint étanche au bas de la colonne. Le procédé Kind et Chaudron a reçu depuis une vingtaine d'années des applications nombreuses en Westphalie, dans le bassin de Sarrc-et-Moselle, en Belgique , et dans le Nord de la France où il se répand de plus en plus.

§ 2. — Procédé ordinaire ou fonçage direct.

TraTanx da début. — InftallaUoii générale.

940. Lorsque les terrains à recouper ne sont pas, dès le début du fonçage, trop chargés d'eau, ou d'une nature trop ébouleuse, les 8 ou 10 premiers mètres peuvent aisément se traverser au pic et à la pelle sans qu'une machine soit nécessaire. On établit, de 2 mètres en 2 mètres, des planchers alternant d'un côté à Tautre et n'occupant qu'une partie de la section du puits; les déblais sont sortis au jour par plusieurs jets de pelle.

Pour extraire les déblais, et les eaux peu abondantes dans le fonçage des dix mètres suivants, on se sert de treuils simples à double manivelle et de petits tonneaux contenant un hectolitre.

Pendant que s'opère ainsi sans difficulté le fonçage des 20 premiers mètres, on exécute le montage d'une machine à vapeur avec sa chaudière et d'un châssis à molettes ou chevalement^

appareils destinés à poursuivre plus loin le travail. On coniplék' ensuite eette installation par des treuils et par une machioe d épuisement qu'on dessert par un nombre suffisant de chaudières.

On a depuis longtemps renoncé aux hariteh ou manèges à chevaux, engins lents et incommodes que la machine à vapeur a remplacés avec avantage.

La machine d'extraction la plus simple et la plus économique comme installation est une machine horizonlale, sans détente, à un seul cylindre; elle doit être pourvue d'un changement de marche. L'arbre de la manivelle transmet le mouvement, par un jeu d'engrenages dont le rapport est de 1 ai, à un autre arbre sur lequel sont calées deux bobines qui reçoivent des câbles en aloès, matière qui, mieux que le chanvre, supporte l'humidité.

Avec une machine de 25 chevaux on peut, tout en faisant race à l'extraction des déblais jusqu'à une profondeur de 500 à iOO mètres, actionner au moyen d'un varlet une petite pompe qui suffit souvent dans le début. Cette machine pourra même encore servir, à la rigueur, à préparer la mise en exploitation du gîte en attendant le montage de la machine d'extraction définitive. La machine d'avaleresse doit être munie d'un frein à pédale (fig. 3i0, pi. XX), permettant un arrêt brusque.

Les câbles s'enroulent sur deux molettes en fonte de l«n.50de diamètre dont les axes sont situés à 6 mètres au-dessus du sol: ces molettes sont supportées par un chevalet bien dégagé, en sapin de 0",25 à 0™,30 d'équarrissage (fig. 3i2, 343 et 344), les pièces aa et 66 sont seules en chêne. Avec un pareil chevalet on peut au besoin employer des tonnes de 10 hectolitres.

Les tonneaux ont une forme bombée; les cercles extrêmes sont chanfreinés afin d'éviter qu'ils ne s'accrochent pendant la montée ou la descente.

L'attache des câbles se compose de quatre chaînes réunies par Un anneau qui s'engage dans un crochet articulé. . Les tonneaux sont reçus au jour, sur un tablier mobile, qui

QUINZIÈME LEÇON. 2i9

'^oppose à la chute des matériaux dans le puits au fond duquel c.*s ouvriers travaillent.

Je ne m'appesantirai pas ici sur les appareils d'épuisement qui rouveront place dans un chapitre spécial. Je me bornerai, pour e moment, à quelques indications sommaires sur les pompes î'avaleresses.

Les pompes se composent: !» d'une succion en tôle rivée a une partie conique en fonte qui la surmonte et qui reçoit la soupape; 2® d'une travailladite (ou corps de pompe)^ en fonte dans laquelle agît le piston; 3** des tuyaux élévatoires en tôle. La travaillante, qui a S à 6 mètres de longueur, est généralement en deux pièces: les tuyaux élévatoires ont une longueur de 4 à 5 mètres, mais on ajoute à Tapprovisionnement en tuyaux de longueur uniforme, des rallonges de i à 2 mètres avec lesquelles on allonge la colonne au fur et à mesure de la descente et que Ton remplace aussitôt que la longueur descendue permet la pose d^un tuyau définitif; les joints sont garnis avec une rondelle en gulta-percha. Les tuyaux élévatoires sont surmontés d'un dégorgeoir. Le diamètre des soulevantes surpasse de 10 à 15 °/o celui du corps des pompes.

Les pompes sont suspendues par des tiges et emprisonnées dans des cadres en bois sur lesquels reposent les collets. La tige du piston et les tiges de suspension sont en bois de sapin bien choisi; elles ont IS à 20 mètres de longueur; elles s'emmanchent avec une clavette.

De fortes vis s'assemblent à la naissance de chaque tige de suspension; on les dispose de façon à faciliter leur manœuvre fréquente de la surface.

La machine d'épuisement est en général à traction directe: elle s'installe sur des poutres en bois ou en tôle reposant sur deux murs longitudinaux tangents au puits. Dans les départements du Nord et du Pas-de-Calais, on donne au cylindre des machines d'exhaure de 1™,20 à l^^^SO de diamètre et 3 mètres de course utile.

De chaque côté des deux murs de fondation de la machine d'épuisement on monte un engin ou cabestan pour la manœufre des pompes; on complète cet outillage par un treuil à vapeur que l'on place derrière la recette, entre le puits et la machine d'extraction. Il reste ainsi un côté du puits absolument libre pour l'introduclion et la sortie du matériel.

L'épuisement des eaux suit le plus souvent les phases suivantes : en commençant on fait face à la venue d'eau avec de§ tourels et de petites bennes, puis on se sert de la machine d'extraction qui remonte l'eau dans des tonnes; quand les suintements deviennent plus importants, on actionne avec eette machine une ou deux petites pompes auxquelles on donne ub diamètre de 0™,20 à 0™,23 dans les travaillantes et de O™,80 i i mètre de course. Ces pompes peuvent donner de 18 à 2î coups par minute; on les installe dans un angle du compartiment des tonneaux. Avec le varlet et la machine d'extraction, M. Lévy a fait face à un épuisement de 10 hectolitres par minute à une profondeur de 5S mètres (*). C'est quand les divers moyens que je viens d'indiquer sont devenus insuffisants, qu oc a recours à la machine d'épuisement. Les exemples cités n® 229 montrent que celle-ci exige parfois une force considérable.

A Faick, on a fait usage d'une machine d'épuisement à iraction directe avec un diamètre de cylindre de 2™,30 et une cour^ de 3 mètres. Cette machine d'une force nominale de 900 chevaux dont la moitié seulement élait réalisée, pouvait extraire 240 hectolitres d'eau par minute à une profondeur de 90 mètres; elle exigeait l'emploi de 15 chaudières de 60 chcA^ui chacune (*).

(') LÉVY, Dtt fonçage des puits dans les terrains aquifères. (Mémoire déjà cilé. (•) Ibid.

SEIZIÈME LEÇOiN. 351

f 6' Leçon.